近日，以中国特种设备检测研究院为牵头单位，合肥通用机械研究院、西安交通大学、北京航空航天大学、华东理工大学、武汉大学、上海发电设备成套设计研究院、宝山钢铁股份有限公司、中国石化工程建设有限公司等29家单位组成的研究团队申请的“公共安全风险防控与应急技术装备”重点专项项目“高参数承压类特种设备风险防控与治理关键技术研究”得到科技部批准立项。

承压类特种设备是指对人身和财产安全有较大危险性的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道等，是影响国民经济和人民生活的重要基础装备。据质检总局统计，截至2015年底，全国承压类特种设备总量达398.58万台，较2014年底上升3.07%，其中锅炉57.92万台、压力容器340.66万台，另有气瓶13698万只、压力管道43.63万公里。由于涉及面广、综合性强，事故后果及影响巨大，与生产安全、经济发展和社会稳定密切相关，承压类特种设备安全是各国公共安全领域的关注焦点。

近年来，承压类特种设备一方面不断向大型化、高参数方向发展，新材料、新结构大量应用，使用环境更加苛刻复杂，一些复杂环境下的组合损伤机理的演化规律还不清楚。另一方面，我国现有许多在用承压设备逐步步入老旧阶段，随着超期服役设备数量不断增加，安全风险也急剧增加。此外，互联网+、大数据和物联网等技术的发展，使信息化与工业化逐步融合，也为承压类特种设备安全保障工作带来新的机遇与挑战。探索将安全保障技术体系从传统的“风险评估”向“风险控制和预防”转变，从承压设备的设计制造等早期阶段预防安全风险、在服役阶段降低和控制安全风险，并结合物联网、大数据等技术对承压设备进行科学高效的安全监管，成为了“十三五”期间承压类特种设备安全科技工作的重点。

该项目围绕我国高参数承压类特种设备安全保障重大需求，针对全寿命周期内的风险防控和治理中存在的科技瓶颈难题，以典型材料损伤机理、表征、演化规律和基于损伤和失效模式、安全状态参数的风险控制理论等为共性研究基础，开展全寿命周期设计、制造、服役、监管各环节的风险防控和治理关键技术研究，最终建立高参数承压类特种设备全寿命周期的风险防控技术方法体系，构建基于大数据的承压设备宏观安全风险防控和应急平台。项目的主要研究内容分为以下六个部分：

(1)典型耐热钢及焊接接头（含异种钢焊接）蠕变损伤定量评价及早期损伤诊断方法、抗蒸汽氧化性能评价方法，小分子酸腐蚀评价及选材准则；

(2)基于失效模式的高温蠕变疲劳强度、深冷防脆断等设计方法和大型承压设备先进制造技术；

(3)复杂介质环境下承压设备系统的工艺操作安全边界、在线监检测技术和装备，腐蚀防控标准化和安全屏障优化等风险控制技术；

(4)电站锅炉典型材料高低温腐蚀、磨损、变形等组合损伤机理、监检测、安全评价等在役风险防控技术及装备；

(5)超期服役设备基于可靠性的剩余寿命预测、安全分级方法，损伤修复与延寿技术；

(6)承压设备宏观安全风险预警、事故危害性仿真及应急处置技术，基于大数据的安全风险防控和应急平台。

本项目通过分析高参数下典型材料损伤机理和演化规律等，为设计、制造、服役、监管等环节的风险防控技术研究奠定基础。在建造阶段，重点研究材料性能控制、结构优化设计、制造工艺筛选等关键技术，突出本质安全与风险预防；在服役阶段，重点研究检测监测、安全评价、寿命预测、损伤修复等关键技术及仪器装备，突出风险控制与治理；在政府技术支撑和社会化服务方面，构建基于大数据的承压设备宏观安全风险防控和应急平台，建立高参数承压设备“设计、制造、使用、检验检测、政府监管”全寿命周期的安全保障技术体系，项目课题设置和技术路线如图1所示。

图1 项目课题设置和技术路线

本项目的完成，将形成高参数承压设备设计制造、在线检测监测、寿命预测和延寿、风险控制、安全监管等方面的新方法49项，制修订特种设备安全技术规范5项、国家或行业标准12项，进一步完善高参数承压设备风险防控法规标准体系；开发低功耗成套装置腐蚀在线监测及评价系统、超临界锅炉典型结构异种钢接头壁温在线监测系统、高温小分子酸腐蚀加速试验装置、低温换热器超临界相变传热试验装置、球罐内检测载人装置、水冷壁减薄损伤的电磁在线检测样机、微载荷压痕测试样机等试验装置、设备或样机15台/套，完成应用案例40个，申请国家发明专利38项，显著提升我国高参数承压设备风险防控和治理的技术能力和装备。

自“七五”以来，以中国特种设备检测研究院为龙头，20多家单位组建的国家特种设备安全检测与评价重点领域创新团队先后承担了50余项承压设备安全相关的国家科技支撑、973、863、重大仪器设备开发等项目或课题，攻克了材料、设计方法、制造技术、损伤模式识别、风险评估、检验检测、安全评价、完整性管理、安全监管等方面的260余项技术难题，研究成果转化为国家或行业标准110余项，国家特种设备安全技术规范10余项，项目团队先后获得国家科技进步一等奖3项、二等奖10项、省部级科学技术一等奖50余项。持续的前期研究、稳定的优势团队和一流的科研设施为本项目研究目标的实现奠定了基础。本项目的完成，将显著提升高参数承压类特种设备风险防控和治理技术能力和装备，使安全管控关口前移，实现从“风险评估”向“风险防控”的重大转变，形成风险管理的闭环，为保障承压类特种设备的长周期安全运行，防止重特大安全事故、保障公共安全，促进安全生产和政府安全监管提供有力的技术支撑，产生巨大的经济效益和社会效益。（作者：寿比南  邵珊珊 中国特检院）